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    [技术]MTF计算 [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2021-11-09
    描述 *h6Lh]7  
    LDDeZY"xd  
    FRED可以计算一个给定系统MTF,本教程解释了如何来实现这个功能。 u%n6!Zx  
    +c&n7  
    建立系统 34S|[PX d  
    *xm(K +j  
    这篇文章中我们所使用的系统是一个简单的透镜,将光聚集到附着在几何面的分析面上。透镜是一个简单的双凸BK7单透镜,参数为r1=60 mm, r2=-300 mm, ct=4 mm, x semi-aperture=10, y semi-aperture=10,该透镜的像平面位于近轴焦点处。 ]C.x8(2!f  
    h'Tn&2r6  
    9$[I~I#z  
    zO#{qF+~;  
    光线聚焦的几何面是一个简单的表面,它的位置规范与透镜的第二个面是一致的,并且在Z轴方向移动94.591622 mm。 c32IO&W4  
             _-/aMfyQ  
         4u} "ng   
                   h%'4V<V  
    光源是一个44*44格的相干光,类型是single direction(plane wave)单一方向的平面波,波长为0.55 μm,功率为一个单位。 m# #( uSh  
    fBCW/<Z  
    mEi+Tj zp  
    e1Kxqw7  
    "-aak )7w  
    *Z0Y:"  
    :|hFpLt  
    RiHOX&-7  
    /*g9drwaa  
        
    }6/L5j:+  
    分析 [e1kfw  
    [Xp{z tGE  
    这个系统的点扩散函数: (!F Uu  
      •    Log (Normal PSF) z@!zQ Vp  
    •    λ = 0.55 mm QmQsNcF~z  
    •    0.32 waves 3rd order spherical OO%< ~H  
    •    EPD = 10 mm  LW?Zd=  
    •    f/# = 9.68 2+KOUd&jS  
    点扩散函数如下图: QF^_4Yn  
    ~ou1{NS  
    Be"Swz(n  
           zqEMR>px  
    /8!s C D  
    系统的点扩散函数是: ?Y6MC:l<  
    •     Log (Normal PSF) dc#Db~v}k  
    •     λ = 0.55 mm +uR|0Jo8X  
    •     1 wave 3rd order spherical u<8 f ;C_  
    •     EPD = 13.31 mm piIr .]  
    •     f/# = 7.27 j.C)KwelBS  
    点扩散函数如下图: .Z=4,m>  
    Fy4jujP<  
    ?O1:-vpZ  
    RB]K?  
    演算 u Qy5t:!  
    F 8*e  
    为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: {0(:7IY,  
               a }6Fj&hj  
    }z/;^``  
    8?qEv,W  
    在这个等式中变量定义如下: %(4G[R[  
    •     Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数) ?h`Ned0P  
    •     w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数) tT7< V{i4  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx gI^);J rTE  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); $V"NB`T  
    •    the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) StUiL>9T#  
    •   FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) )tQG5.to  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) @g|E b}t  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 XOl]s?6H$  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 J"w!Q\_  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) 4m++>q  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) U^_'e_)  
    •     F == focal length(焦距 wv,,#P  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) oo\0X  
    Ph&AP*Fq  
    比较 MWSx8R)PN  
    z-G|EAON"/  
    在下图中: ?DVO\ Cp  
    透镜EPD=10mm 8kZ ~  
    截止频率=184lp/mm <j1l&H|ux,  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 QZufQRfr{  
         Uo{h. .7?  
    ]2n&DJu  
    在下面的图表中: yI9~LTlA3  
    透镜EPD=13.31 mm riI0k{   
    截止频率=250 lp/mm fShf4G_w\  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.256mm*0.256mm K?')#%Z/{#  
         hq9b  
    2G"mm (   
    ,x5`5mT3  
    杂散光对评价函数的影响
    t1HUp dHY  
    Kq/W-VyGh  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 ~CRr)(M  
    a/+tsbw  
    L1u  
    ~p~8T  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: L K9vvQz  
    qs6yEuh#  
    5YIi O7@4  
     
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